エキシマレーザークリーニング・アニールによる高価基板の再利用

本研究の目的は, 我々研究室において大量消費している高価なサファイア基板の再利用と関連技術への応用である. 研究背景として我々は, 窒化ガリウムに代わる有望な化合物半導体材料である安価で安全な酸化亜鉛を主材料としたナノ構造体による白色LEDの研究開発を行っており, その酸化亜鉛ナノ構造体は主にサファイア基板上に作製している. 用いている単結晶サファイア基板は, 近年量産化技術の確立により価格が下がってきているが, 機械的強度があるため加工費がかかり, 現在も1枚当たり数千円での納入となっている. しかし, 良質な酸化亜鉛ナノ構造体を得るためには, 数多くの作製条件での試作を必要とし, それに伴い大量のサファイア基板を消費している現状がある. また, 近年の研究費削減による購入枚数の制限や資源の有効利用という観点からも再利用は非常に有意義であり, 不可欠であると考えている. 今回の試みにより年間数十万円程度の経費削減に繋がり, また, この技術を用いた他材料への応用や他技術へ応用についても発展していくと考えており, 日々研究を遂行している.本年度は, レーザー照射強度のバラつきやレーザースキャン時におけるビーム重なりによる基板表面ダメージの改善のため, フラットトップビームのガスレーザーであるKrFエキシマレーザー(COHERENT社製 COMPexPro102F)を用い, 1パルスによるクリーニング条件を検討しようとしていたが, 当該レーザーのバッファーガスであるネオンガス供給不足により価格が高騰し, 入手することが出来なかった. という状況を踏まえ, 1パルス照射実験時に用いていたNd : YAGレーザー(Spectra Physics社製GCR-290-10)と自作したガスフロー装置を組み合わせ, 各種条件等を振り, 最適条件を探っている.

本研究の目的は, 我々研究室において大量消費している高価なサファイア基板の再利用と関連技術への応用である. 研究背景として我々は, 窒化ガリウムに代わる有望な化合物半導体材料である安価で安全な酸化亜鉛を主材料としたナノ構造体による白色LEDの研究開発を行っており, その酸化亜鉛ナノ構造体は主にサファイア基板上に作製している. 用いている単結晶サファイア基板は, 近年量産化技術の確立により価格が下がってきているが, 機械的強度があるため加工費がかかり, 現在も1枚当たり数千円での納入となっている. しかし, 良質な酸化亜鉛ナノ構造体を得るためには, 数多くの作製条件での試作を必要とし, それに伴い大量のサファイア基板を消費している現状がある. また, 近年の研究費削減による購入枚数の制限や資源の有効利用という観点からも再利用は非常に有意義であり, 不可欠であると考えている. 今回の試みにより年間数十万円程度の経費削減に繋がり, また, この技術を用いた他材料への応用や他技術へ応用についても発展していくと考えており, 日々研究を遂行している.本年度は, レーザー照射強度のバラつきやレーザースキャン時におけるビーム重なりによる基板表面ダメージの改善のため, フラットトップビームのガスレーザーであるKrFエキシマレーザー(COHERENT社製 COMPexPro102F)を用い, 1パルスによるクリーニング条件を検討しようとしていたが, 当該レーザーのバッファーガスであるネオンガス供給不足により価格が高騰し, 入手することが出来なかった. という状況を踏まえ, 1パルス照射実験時に用いていたNd : YAGレーザー(Spectra Physics社製GCR-290-10)と自作したガスフロー装置を組み合わせ, 各種条件等を振り, 最適条件を探っている.